в какую эру появились первые птицы
Как и когда появились птицы на Земле
В 1859 году в Лондоне вышел в свет труд Чарлза Дарвина «О происхождении видов» — труд, начавший новую эру в биологии. Двумя годами позже в Баварии, в карьере литографских сланцев близ небольшого городка Золенгофена, был найден окаменелый скелет неведомого животного. Оно было покрыто перьями, как все птицы, но в то же время во многом отличалось от современных птиц. Крылья его были снабжены свободными, оканчивавшимися когтями пальцами, длинный хвост состоял из 20 позвонков. Первый скелет древней птицы был неполным — без головы. Но спустя 16 лет, в 1877 году, в тех же сланцевых карьерах был найден полный скелет, и обнаружилось еще одно чрезвычайно существенное отличие древнего пернатого: у него не было клюва, столь характерного для всех нынешних птиц, но были челюсти, оснащенные зубами. Все это неопровержимо свидетельствовало о родстве древней птицы (палеонтологи назвали ее археоптериксом — от латинского — древняя птица, или первоптица) с пресмыкающимися. Точнее о том, что она произошла от пресмыкающихся, дав впоследствии начало многочисленному ныне классу птиц.
Так теория Дарвина получила еще одно, причем, весьма веское подтверждение. Первоптицы, скелеты которых были найдены в сланцевых карьерах Баварии, жили на Земле около 160 миллионов лет назад — в мезозойскую эру геологического развития ее, точнее в конце юрского периода. Мезозойская эра была веком пресмыкающихся, порой наивысшего расцвета этого класса позвоночных. Они обитали и в воде, и на суше, и в воздухе. Они достигали подчас гигантских размеров. Размах крыльев некоторых летающих ящеров,— птеранодонов, например,— равнялся 6—7 метрам. Это были наиболее крупные летающие животные изо всех когда-либо живших на Земле.
Первоптицы же имели относительно небольшие размеры. Археоптерикс лишь немного превосходил по величине голубя. Он плохо летал и передвигался парящим полетом от дерева к дереву или с дерева на землю. С земли он вновь взбирался вверх по стволу дерева, цепляясь за кору когтями пальцев ног и крыльев. Слабые челюсти, усеянные мелкими зубками, свидетельствуют о том, что археоптерикс не был хищником. Скорее всего эта птица (зоологи-систематики твердо включают археоптерикса в класс птиц, относя его, однако, к отдельному подклассу древних птиц) питалась плодами и ягодами, не брезгуя также мелкими насекомыми и червями. По ископаемым остаткам невозможно сказать, какова была окраска перьев археоптерикса. Однако есть основания предполагать, что она была разноцветной, маскирующей птицу на фоне растительности.
Происхождение первоптиц от пресмыкающихся несомненно. Правда, палеонтологам не удалось еще отыскать все ступеньки, по которым шла эволюция. Но они пришли к единодушному заключению, что предками птиц были мелкие пресмыкающиеся из группы псевдозухий, которые жили первоначально на равнинных, похожих на степи пространствах, местами покрытых небольшими скалами. У них были увеличенные задние конечности, большие мозговые полости, облегчавшие вес черепа, — эти признаки позволяют заключить, что тело их выпрямлялось и животные стремились ходить на задних конечностях. Впоследствии некоторые из этих пресмыкающихся приспособились к жизни на деревьях, как, например, склеромохлус.
Если у степных прямоходящих видов передние конечности постепенно становились ненужными и уменьшались в размерах, древесным пресмыкающимся они были нужны для того, чтобы лазать по ветвям. Благодаря этому у них сохранилась важная предпосылка для возникновения крыльев.
Конечно, нельзя считать склеромохлуса непосредственным предком птиц. Это лишь наиболее вероятный прообраз этого предка.
Ископаемых остатков переходной формы между пресмыкающимися и птицами пока еще не удалось найти. Но можно предполагать ее существование. Палеонтологи даже представили себе внешний вид этой пра-птицы. На этой стадии развития чешуя уже превратилась в перья, которые помогали животному совершать парашютирующие полеты с ветки на ветку или с дерева на землю.
От праптицы уже недалеко до археоптерикса. Покров из перьев не только поднял древнейших птиц в воздух. Он способствовал поддерживанию постоянной температуры тела. Впервые в эволюции живого мира на земле появились теплокровные животные. Так представляют себе происхождение птиц ученые.
Когда на Земле появились первые современные птицы
Последний общий предок современных птиц жил в Южной Америке около 95 млн лет назад.
Хотя происхождение птиц изучено довольно подробно, до сих пор было не вполне ясно, когда началась эволюция именно современных видов и откуда они стали расселяться по всей планете. Речь в данном случае идёт о последнем общем предке нынешних пернатых. Хотя мы более-менее представляем, как динозавры «превращались» в птиц, однако после всех пернатых ящеров, после археоптерикса и подобных ему существ, занимающих промежуточное положение между динозаврами и птицами, наконец, после настоящих древних птиц начинается эпоха современных пернатых: орлов, гусей, колибри, кур и т. д. и т. п. Кто-то из них возник раньше, кто-то позже, но, так или иначе, всех их можно свести к общему предку.
Жил он, по разным оценкам, от 72 млн до 170 млн лет назад. Временной диапазон, как видим, весьма велик. Конечно, если бы у нас на руках были сами останки общего предка или хотя бы каких-то форм, близких к нему, то можно было бы легко определить, когда он жил. Проблема в том, что имеющихся ископаемых останков определённо недостаточно. И вот сотрудники Американского музея естественной истории решили поступить иначе: они попытались определить время жизни единого общего предка птиц с помощью их филогенетического дерева (то есть эволюционно-родственных связей), подкреплённого анализом ДНК.
Сантьяго Клеремант (Santiago Claramunt) и Джоэл Кракрефт (Joel Cracraft) «использовали» только тех пернатых, которые уже избавились от древних динозавровых черт, вроде зубов в клюве, отдельных пальцев с когтями в крыле и относительного длинного хвоста с собственным скелетом. (Напомним, что у современных птиц хвост – это только перья, а от «настоящего» хвоста осталось только несколько позвонков, которые у большинства пернатых срослись в копчиковую кость.) Анализ ДНК провели для 230 видов, которые вместе представляли собой почти все семейства современных пернатых. По различиям в ДНК разных видов можно было сказать, как давно они разошлись, то есть когда жил их последний общий предок. Полученные результаты сравнивали с ископаемыми останками, относящимися к 130 вымершим видам. В итоге удалось получить довольно точный результат: в статье в Science Advances авторы пишут, что последний общий предок современных птиц жил в Южной Америке около 95 млн лет назад, то есть появился он перед мел-палеогеновым вымиранием, когда с лица Земли исчезли множество рептилий, моллюсков, водорослей (птицы и млекопитающие, как легко догадаться, были среди тех, кто выжил).
Следующей задачей было восстановить пути расселения птиц и оценить влияние климата на их видообразование. Вид материков в те времена был иным, например, Южная Америка была соединена с Антарктидой, Австралией, Новой Зеландией, и лишь где-то между 50 и 37 млн лет назад связь между Южной Америкой и Антарктидой распалась. Ископаемые останки, в свою очередь, говорят о том, что птицы активно пользовались возможностью перейти по суше до Австралии. Другой путь, как можно догадаться, шёл из Южной Америки в Северную, откуда можно было направиться в Европу, Азию и Африку. Что же до климата, то здесь обнаружилось явное совпадение с периодами потепления и похолодания: когда климат делался холоднее, новых видов появлялось больше, чем в тёплое время. Объяснить это можно тем, что при похолоданиях происходила фрагментация территорий тропических лесов, так что птичьи популяции, обитавшие в них, оказывались оторваны друг от друга. Многие вымерли, но многие и выжили, и, развиваясь отдельно от других популяций, накопили достаточно изменений, чтобы превратиться в новые виды. В дальнейшем, если палеонтологам повезёт найти птичьи останки времён последнего общего предка, пути птичьей эволюции проясняться окончательно.
Многие читатели вспомнят новость про древнейшую настоящую птицу, которую недавно нашли в Китае и про которую мы писали весной. Она жила 130 млн лет назад, но о том, что это общий предок современных (подчёркиваем – современных) птиц никто не говорил: то, что нашли китайские исследователи, пока что есть лишь древнейшая настоящая, или веерохвостая, птица, и между ней и общим предком современных пернатых, очевидно, есть ещё какое-то количество таких же настоящих, но уже не таких древних форм.
Геологическая эволюция
На настоящий момент установлено, что жизнь на Земле возникла около 3-3,5 млрд. лет назад. За это время на планете произошли существенные изменения: менялся климат, двигались материки, активно шли горообразовательные процессы. Вода то затапливала гигантские пространства на миллионы лет, то отступала под натиском испепеляющего солнца и жары.
Об этих процессах мы можем только догадываться, изучая осадочные породы, которые за это время пластами накладывались друг на друга. Химический анализ позволяет определить их возраст, а также сделать вывод о климате того периода. В определение возраста окаменелостей помогает радиоуглеродный анализ.
Наиболее ранняя эра Земли, начавшаяся около 3-3,5 млрд. лет назад и продлившаяся 900 млн. лет. Самые древние живые организмы были найдены в этот промежуток времени: они были гетеротрофами, заселявшими дно теплых морей. Кислород отсутствовал, был возможен только анаэробный тип дыхания.
В архейский период отмечалась активная вулканическая деятельность, происходили значительные колебание температуры. На поверхности Земли жизнь была невозможна из-за губительных УФ (ультрафиолетовых) лучей. Именно поэтому жизнь «спряталась» на дне океана, где не так выражены перепады температур и рассеивается УФ излучение.
К концу архея животные разделились на про- и эукариотические организмы.
Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe — жизнь)
Протерозойская эра продолжалась около 2000 млн. лет. Поверхность планеты напоминала ледяную пустыню, климат соответственно был холодный.
Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на теплый сухой. Тают оледенения суши, в результате чего огромные пространства заполняются водой.
Большая часть суши подверглась сильнейшему затоплению, наземные животные почти не встречались. В толще океана обитали фораминиферы и радиолярии.
Это период господства рыб в морях. Возникают активно плавающие хрящевые рыбы, у которых имеются челюсти для захвата пищи. Появляются все известные на настоящее время систематические группы рыб.
Некоторые рыбы, обитающие в бедных кислородом (пересыхающих) водоемах, используя плавники, приобрели способность переползать из одного водоема в другой и дышать атмосферным воздухом. Так появляются двоякодышащие и кистеперые рыбы.
К концу девона на сушу выходят первые земноводные: ихтиостеги и стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб. Возникают древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и папоротников.
В карбоне материки еще более опускаются, часть суши оказывается заболоченной. Поначалу теплый и влажный климат сменяется к концу периода холодным и сухим.
Бурно развиваются древовидные леса из папоротников, которые достигали в высоту 40 метров. Массовое отмирание папоротникообразных в этом периоде привело к образованию обширных залежей каменного угля, в честь которого период и получил свое название.
Размножение семенных растений, появившихся в карбоне, более не связано с наличием воды, благодаря чему они расселяются вглубь материков.
В морях все также распространены фораминиферы, радиолярии, кораллы и моллюски. Возникают первые насекомые: тараканы, стрекозы, жесткокрылые. Под конец периода появляются пресмыкающиеся, размножение которых не связано с наличием воды, что позволяет им заселить сухие, ранее незаселенные территории.
В перми активируется вулканическая деятельность, происходит крупнейшее отступление моря, вследствие которого образуются большие пространства суши. Климат также меняется: он становится резко континентальным.
К таким серьезным изменениям не приспособлены многие виды животных и растений: полностью вымирают трилобиты, многие моллюски, крупные рыбы и насекомые, значительная часть амфибий, исчезают древовидные папоротники, хвощи и плауны.
В природе не бывает пустого места: приспособленные особи выживают, размножаются и занимают освобожденные другими видами ниши. Бурно развиваются пресмыкающиеся, появляются звероподобные ящеры, примерно в это же время возникают первые млекопитающие.
Чтобы легко запомнить периоды палеозойской эры, рекомендую взять на вооружение мнемоническое правило: «Каждый Отличный Студент Должен Курить Папиросы». Если вы обратите внимание на первые буквы этих слов, то поймете, что они совпадают с первыми буквами периодов палеозоя и расположены в нужном порядке.
Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
Мезозойская эра продлилась 186 млн. лет. Если бы мы сейчас перенеслись в то далекое время, то внешне заметили бы сходство мезозойского мира с нынешним, однако более детальное изучение показало бы нам, что его составляют совершенно иные растения и животные.
Климат становится более сухим, что приводит к пересыханию внутренних морей. Активно идут горообразовательные процессы, начавшиеся в перми. Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.
В царстве растений господствуют голосеменные, размножение которых не зависит от воды. Среди голосеменных активно заселяют территории саговниковые, хвойные, гинкговые растения.
Большинство амфибий окончательно вымирает. В животном мире господствуют пресмыкающиеся, среди которых встречаются черепахи, ихтиозавры, птицетазовые и ящеротазовые динозавры, клювоголовые, крокодилы и чешуйчатые. Часть рептилий дает начало млекопитающим, близким к однопроходным животным.
Климат становится более теплым и влажным, несколько увеличивается площадь морей. В глубине материков образовались многочисленные озера и болота.
В царстве растений господство остается за голосеменными растениями, наибольший расцвет среди которых переживают беннеттитовые, гнетовые, саговниковые.
Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров заканчивается. На первый план выходят млекопитающие, ароморфозы которых, теплокровность и живорождение, позволяют занять господствующее положение. Появляются сумчатые и плацентарные млекопитающие.
Отправной точкой кайнозойской эры служит образование Альп, в это же время возникли и другие высочайшие горные системы. Я искренне рад быть вашим современником, и сообщаю, что мы с вами живем в кайнозойскую эру, которая длится уже 67 млн. лет. За это время произошло несколько материковых оледенений, возникновение человека.
В начале палеогена устанавливается теплый тропический и субтропический климат. Широко распространяются леса и редколесья. Большая часть животных представлена лесными обитателями.
Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционируют параллельно. Возникают приматы, хищные и копытные животные, широкого разнообразия достигает мир птиц.
К концу палеогена климат становится континентальным, в Арктике и Антарктике появляются первые ледяные шапки. Леса преобразуются в саванны и заросли кустарников.
Климат в неогене был влажным и теплым. Расселившиеся в палеоген кустарники сменяются саванной и степной растительностью, образуются полупустыни и пустыни.
По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы, тополя. Среди животных расцвет происходит у обитателей открытых пространств: гиппарионов (примитивных лошадей), быков, слонов, жирафов, антилоп. Среди разнообразного и многочисленного класса птиц нередко встречаются хищные гигантские бегающие птицы.
Пангея и удивительная Австралия
Особого внимания требует Австралия. Этот материк отделился раньше всех, вследствие чего флора и фауна на нем формировались изолированно от остальных континентов.
Именно по этой причине в Австралии можно обнаружить виды растений и животных, которые более нигде не встречаются: сумчатые животные (кенгуру, куница, коала), подземные орхидеи, банксии и многие другие удивительные виды.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Происхождение птиц
Эволюция птиц началась, согласно традиционным представлениям, в юрском периоде. Согласно этой версии, самым древним из известных видов птиц считается археоптерикс (Archaeopteryx lithographica). Птицы в этом случае рассматриваются как специализированные представители теропод, близкие к другим оперённым динозаврам из группы манирапторов, например дромеозавридам.
Содержание
История изучения проблемы [ ]
Изображение археоптерикса, 1904 год
Научные исследования о происхождении птиц начались вскоре после знаменитой публикации Чарльза Дарвина «О происхождении видов», изданной в 1859 году. В 1863 году английский зоолог и влиятельный член «Зоологического общества Лондона», сэр Ричард Оуэн, описал первый скелет археоптерикса, признав его птицей, несмотря на множество особенностей напоминающих рептилий, включающих когтистые передние конечности и длинный хвост. Биолог Томас Генри Хаксли, известный как «бульдог Дарвина», за его упорную поддержку новой теории эволюции посредством естественного отбора, почти сразу же представил археоптерикса в качестве переходной формы между птицами и рептилиями — «недостающим звеном». Начиная с 1868 года, исследуя более ранние работы Карла Гегенбаура и Эдварда Дринкера Коупа, Хаксли провел подробные сравнения археоптерикса с различными доисторическими рептилиями и обнаружил, что он больше всего похож на динозавров, таких как гипсилофодон или компсогнат. Открытие в конце 1870-х годов знакового «берлинского образца» археоптерикса, в комплекте с набором рептильных зубов, дало этому дополнительные доказательства. Томас Хаксли первым предложил эволюционные отношения между птицами и динозаврами. Хотя Хаксли противостоял очень влиятельный Оуэн и Гарри Гувер Сили, которые утверждали, что это сходство связано с конвергентной эволюцией, его выводы были приняты некоторыми биологами, в том числе бароном Францем Нопчем, опубликовавшем в 1907 году свои «Идеи о возникновении полёта».
«Про-авис» [ ]
Первая иллюстрация предка птиц (Pycraft, 1906 год)
Термин «про-авис» («Pro-Aves», про-птица) был впервые упомянут английским зоологом Уильямом Плэйн Пикрафтом в статье 1906 года «Происхождение птиц», опубликованной в журнале «Знания и научные новости». Пикрафт добавил к своей статье свое собственное нарисованное изображение гипотетического животного под названием «первый из про-ависов». По представлениям Пикрафта «про-авис» был древнейшим оперенным существом, как предположил профессор Осборн в своей статье 1900 года, посвященной гипотетическим общим предкам динозавров и птиц. Пикрафт считал, что птицы развились от динозавров, обитающих на деревьях, которые планировали при помощи мембраны между конечностями и туловищем. Эти мембраны постепенно покрывались все более удлиненными текстурами, которые в конечном итоге превратились в перья.
Бегущий «проавис» (Nopcsa, 1907 год).
Через год после статьи Пикрафта, венгерский аристократ и палеонтолог Франц Нопча, который, находясь в Лондоне увидел реконструкцию Пикрафта, сделал свое видение этого животного, добавив изображение в статью, опубликованную в выпуске 1907 года «Зоологического общества Лондона». Однако на этот раз Нопча предложил бегающий образ жизни, а не древесный. По его мнению «про-авис» был быстро бегающим животным, охотящийся на насекомых, который для ускорения и увеличения дальности своих прыжков, хлопал оперенными передними лапами, что в последствии привело к возникновению крыльев.
Иллюстрация «проависов» (Heilmann, 1916 год)
В последующие годы, датский художник и любитель-зоолог Герхард Хейльманн также использовал и популяризировал термин «проавис», на этот раз представляя общественности более точные и анатомически вероятные рисунки. В начале двадцатого века произошел поворотный момент с выходом публикаций Герхарда Хейльмана, который проявлял научный интерес к птицам и с 1913 по 1916 год, вдохновленный более ранней работой Отенио Абеля «Предки птиц и их образ жизни» (1911 года), опубликовал результаты своих исследований в нескольких статьях, касающихся анатомии, поведения и эволюции птиц. Его работа, первоначально написанная на датском языке, была переведена на английский язык и опубликована в 1926 году под названием «Происхождение птиц». Как и Хаксли, Хейльман сравнил археоптерикса и других птиц с исчерпывающим списком доисторических пресмыкающихся, а также пришел к выводу, они были наиболее похожими на динозавров, подобных компсогнату (Compsognathus). Тем не менее, Хейлманн отметил, что у птиц были слитые ключицы, образовывавшие вилочковую кость («поперечный рычаг») и хотя ключицы уже были известны у более примитивных рептилий, таких как текодонты (thecodont), они еще не были обнаружены у динозавров. На этом основании Хейлманн утверждал, что предков птиц следует искать среди более примитивных рептилий — текодонтов, его книга стала классикой и эти выводы о происхождении птиц, были приняты почти всеми биологами эволюционистами в течение последующих десятилетий. В 1915 году Уильям Биб изобразил подобное существо, названное им «Тetrapteryx», демонстрирующее спекулятивный этап в эволюции птичьего полета.
«Tetrapteryx» (William Beebe, 1915 год).
Это было археоптериксообразное существо с уменьшенными крыльями, а также задними крыльями на ногах, напоминающие иллюстрации микрораптора (Microraptor). Хотя существа Биба и Хейлманна были похожи на динозавров, они считали предков птиц «архозаврами», на подобии текодонтов, поэтому эти гипотетические пернатые рептилии предшествовали первым пернатым динозаврам в искусстве. Гипотеза о происхождении птиц от примитивных бегающих или древесных рептилий преобладала в течении большей половины столетия.
Изображение древнего предка птиц (Burian, 1960 год)
В 1961 году чешский палеонтолог Йозеф Августа включил «Проависа» в свою книгу «Доисторические птицы и рептилии». Иллюстрация этого животного, как и все иллюстрации в книге, была написана известным палеохудожником Зденеком Бурианом. В 1970 году, через год после описания Джоном Остром из Йельского университета нового тероподового динозавра из Монтаны, которого он назвал дейноних (Deinonychus), Остром работал над изучением «Гарлемского образца» археоптерикса, который состоял в основном из одного крыла. Переосмысление этого материала позволило ему осознать поразительное сходство между запястьями археоптерикса и недавно описанного им динозавра. В 1972 году британский палеонтолог Алик Уокер предположил, что птицы возникли не от текодонтов, а от предков крокодилов, таких как Sphenosuchus, на что Остром ответил серией публикаций 1973-76 годов, в которых он изложил свою теорию о тесной связи между тероподовыми динозаврами и птицами, воскресив идеи выдвинутые Хаксли за сто лет до этого. После этих инновационных идей, взгляды ученых стали медленно разворачиваться против общепринятой «текодонтовой гипотезы».
Эволюция птиц от динозавров (Mark Hallett, 1985 год)
Новые взгляды Острома вдохнули новую жизнь в гипотезу о том, что птицы произошли от динозавров и оживила интерес к прямым предкам птиц. Остром так же считал, что эти животные были бегающими хищниками, охотищимися на насекомых. Возрождённая Остромом теория о родстве динозавров и птиц, а также другие новые идеи о метаболизме и активности динозавров (Роберт Бэккер, 1972 год) и их родительской заботе (Джон Хорнер, 1979 год) привели к переосмыслению устоявшихся точек зрения, этот период получил название «ренессанс динозавров». [1]
Устаревшие реконструкции «первоптиц»
В 1991 и 1996 годах модели «проависа» или «протоависа» были предложены соответственно Самуэлем Тарситано и Аланом Федуччи, сторонниками гипотезы текодонтового происхождения птиц. Они предполагали, что эти древние рептилии обитали на деревьях и обладали кожистыми мембранами, на подобии целурозаврава, чтобы планировать. «Протоавис» Федуччии имел мембраны только на передних конечностях. Термин «проавис» снова использовался в 1999 году, когда Джозеф Гарнер, Грэм Тейлор и Адриан Томас предложили свою «модель напрыгивающего проависа», гипотезу, предполагающую, что зарождение птичьего полета таится в их хищническом поведении — «проавис» прыгал на свою жертву с деревьев. В своей книге 2002 года «Динозавры в воздухе», Грегори Пол попытался концептуально смоделировать строение «проавианов». По его мнению, прямые предки птиц не могли быть полностью древесными, потому что в этом случае они использовали бы мембраны для полета. Он считал, что они представляют собой промежуточную экологическую нишу, где задние конечности по-прежнему были приспособлены для бега, а руки значительно удлинились, для лазания по деревьям. Перья, первоначально служившие изоляцией уже теплокровного животного, постепенно превратились в крылья и стали пригодны для полёта. Пол проиллюстрировал свой анализ скелетной реконструкцией, сопровождаемой прижизненной
Реконструкция «проависа» (Gregory Paul) и аурорниса.
иллюстрацией «проависа». В 2013 году, после описания аурорниса, итальянский палеонтолог Андреа Кау заметил, что он необычайно похож на «проависа» Пола. Конечно «протоавиан» Пола был только гипотезой, основанной на своеобразном видении исследователя, но оно получило некоторое подтверждение в свете реальных научных данных. [2]
Отсутствие слитых ключиц у динозавров стало ортодоксальным взглядом, несмотря на их первое обнаружение у целофизоидного теропода Segisaurus в 1936 году. Последующая информация об обнаружении слитых ключиц у овирапторов, была опубликована в публикации Ринчена Барсболда «Хищные динозавры из мела Монголии» 1983 года. В 1996 году Дэниел Чуре и Джеймс Мэдсен описали восемь образцов слитых ключиц аллозавров из карьера в Кливленд-Ллойд. В 1997 году появилась информация о находке слитых ключиц у экземпляра целофизиса (Coelophysis bauri) из известного «Призрачного ранчо» (Ghost Ranch) в Нью-Мехико, а в 1998 году канадский палеонтолог Филлип Карри определил и описал «вилочки» у позднемеловых тираннозавров: Albertosaurus sarcophagus, Gorgosaurus libratus и Daspletosaurus. Позже, в 2005 году, Питер Ларсен опишет первые слитые ключицы у знаменитого Tyrannosaurus rex, у экземпляра «Бакки» и «Сью». Аналогичная информация поступала и из Китая: в 1998 году китайские палеонтологи обнаружили слитые ключицы у каудиптерикса, а в 1999 году Сюй Син описал первую слитую ключицу у раннемелового теризинозавра — бэйпяозавра (Beipiaosaurus inexpectus).
Больше не остается сомнений в том, что «вилочки» птиц очень сходны ключицам теропод и филогенетические данные решительно поддерживают этот вывод. Происхождение и эволюцию её характерных особенностей можно легко проследить в летописи окаменелостей, учитывая множество новых образцов. Слитые ключицы ранних первоптиц почти идентичны таким представителям групп ящеротазовых рептилий, как дромеозавриды и троодонтиды. В настоящее время присутствие слитых ключиц зарегистрировано у птиц и всех основных групп тероподов, за исключением большинства базальных форм, где её наличие достоверно неопределенно. В 2005 году Адам Ятес и Цецилио Васконселос (Yates & Vasconcelos) сообщили о присутствии сочлененных ключиц у раннего завроподоморфа — массоспондила (Massospondylus carinatus). Противоположная картина наблюдается у птицетазовых динозавров, им не хватает взаимосвязанности и они сохраняют две разделенные ключицы. Исследования показали, что ключицы и сплетения присутствуют, но полностью объединены с грудью в единый стернальный элемент у базального птерозавра эудиморфодона (Eudimorphodon ranzii), это предполагает что эволюция ключицы зародилась гораздо раньше, еще у представителей клады Орнитодира (Ornithodira), объединяющей предков динозавров и птерозавров. [3]
Разногласия по поводу происхождения птиц, усилились после объявления в 1998 году редактором журнала Nature Генри Джи о том, что «дебаты закончились, птицы это живые динозавры». Однако эти дебаты продолжаются по сей день. Даже в наше время не все палеонтологи согласны с теорией происхождения птиц от динозавров. В 2016 году Алан Федуччи из департамента биологии Университета Северной Каролины (США), опубликовал статью «Фантазии и реальность: критика происхождения птиц». По словам Федуччи, развитие крыльев в результате ловли насекомых функционально не обоснованы, а археоптерикс напротив, демонстрирует сильно изогнутые когти с экстремальным боковым сжатием, как у птиц и млекопитающих лазающих по стволу дерева. Многие из этих же замечаний относятся и к микрорапторам, которые возможно неправильно реконструируются в качестве мини-тероподов, тесно связанных с землей, сильно удлиненные перья их задних конечностей являются основным препятствием для наземного передвижения. Так же он ставит под сомнения отпечатки так называемых «протоперьев».
«Те, кто ставит под сомнение текущую модель не притворяются, что имеют все ответы на происхождение птиц и перьев, но одно можно сказать наверняка: нынешний филогенез изобилует проблемами и принятая ортодоксия о происхождении птиц неспособна объяснить всех наблюдаемых фактов». [4]
Современный взгляд [ ]
В настоящее время, преобладает гипотеза происхождения птиц от динозавров. Считается, что птицы произошли от группы двуногих хищных динозавров — тероподов, известных как целурозавры, членами которых являются как величественный Тираннозавр рекс, так и мелкие велоцирапторы. На протяжении десятилетий, единственной ископаемой связью палеонтологов между птицами и динозаврами был археоптерикс — гибридное существо с оперенными крыльями, но с зубами и длинным костистым хвостом, как у динозавра. Это животное, похоже приобрело свои птичьи черты: перья, крылья и полет, всего за 10 миллионов лет — это просто эволюционный скачек для такого короткого времени. «Археоптерикс, по-видимому, появился полностью со всеми характеристиками современных птиц, — говорит Майкл Бентон, палеонтолог из Бристольского университета в Англии. Чтобы объяснить эту чудодейственную метаморфозу, ученые предложили теорию, согласно которой основные эволюционные скачки требуют крупномасштабных генетических изменений, качественно отличающихся от рутинной модификации вида. Только такие существенные изменения за относительно короткий промежуток времени, могут объяснить внезапное превращение от тяжеловесного теропода к доисторической птице, на подобии иберомезорниса (Iberomesornis), размером с воробья.
Однако, становится все более очевидным, что история происхождения птиц от динозавров, гораздо более тонкая и деликатная. Находки показывают, что особенности птичьего строения, такие как перья, начали появляться задолго до эволюции птиц, указывая на то, что птицы просто адаптировали ряд ранее уже существовавших функций. В 1990-х годах приток новых окаменелостей пернатых динозавров из Китая придал неожиданный толчок идее о том, что птицы произошли от динозавров. Хотя у многих из этих окаменелостей не хватало полноценных крыльев, у них уже имелись следы оперения, от нечеткой щетины и пуха до полностью артикулированных перьев. Открытие этих новых промежуточных видов, которые дополнили разнообразную историю окаменелостей, вызвало изменение во взглядах палеонтологов, которые предположили происхождение птиц от динозавров. Тем не менее, перья, некогда считавшиеся уникальными для птиц, должны были развиться у динозавров задолго до того, как развились сами птицы.
Проведенные анализы этих окаменелостей подтверждают идею о том, что птичьи черты эволюционировали в течение длительных периодов времени. В исследовании, опубликованном осенью 2014 года, Стивен Брюсатт, палеонтолог из Эдинбургского университета в Шотландии и его коллеги, исследовали окаменелости целурозавров, от которых вероятно произошел археоптерикс и современные птицы. Они отслеживали изменения в ряде скелетных свойств с течением времени и обнаружили, что не было никакого резкого эволюционного прыжка, который бы резко отличил птиц от других целурозавров.
«Птицы не могли просто эволюционировать от Т-рекса за одну ночь, скорее классические особенности птиц развивались поэтапно; сначала двуногая локомоция, затем оперение, затем поперечный рычаг (вилка), затем более сложные перья, а затем крылья » — говорит Брюсатт — «Конечным результатом является относительно плавный переход между динозаврами и птицами, настолько тонкий, что вы не можете просто провести линию между этими двумя группами».
Хотя большинство людей считают перья и крылья в качестве ключевого признака, отличающего птиц от динозавров, очень небольшой размер тела представителей этой группы, также чрезвычайно важен. Проведенные исследования показывают, что предки птиц быстро сокращались в размерах, указывая на то, что маленький размер был важным и выгодным признаком, вполне возможно, важным компонентом эволюции птиц. Как и другие особенности птиц, уменьшение размера их тела, вероятно, началось задолго до того, как эволюционировали сами птицы. Некоторые целурозавры начали уменьшаться еще за много миллионов лет до появления археоптерикса, в то время как большинство других динозавров увеличивались в размерах.
«Миниатюризация очень необычна, особенно среди динозавров, — говорит Майкл Бентон. — «Другие динозавры становились все более и более массивными, в то время как эта линия становилась все меньше и меньше».
Быстрая миниатюризация предполагает, что более мелкие птицы должны были получать какие то преимущества, по сравнению с более крупными. «Возможно, это снижение открывало новые места обитания или даже новому образу жизни», — говорит Стивен Брюсатт. Бентон предполагает, что преимущество мелкого размера могло возникнуть из-за того, что предки птиц переместились на деревья — полезный источник пищи и жилья. Но какими бы ни были причины, малый рост и соответственно вес, вероятно, стали основными предшественниками возникновения полета. Хотя относительно крупные животные могут планировать, истинный полет, генерируемый биением крыльев, требует определенного соотношения размеров крыла к общему весу тела. Прежде чем научиться летать, предки первых птиц, вероятно, тоже могли только планировать, но как только у них возникла потребность подняться в воздух, что бы преодолевать большие расстояния, птицы вынуждены были стать меньше. [5]